从狨猴大脑解读人类语言神经起源的演化密码

中国网/中国发展门户网讯 近日，中国科学院自动化研究所团队围绕灵长类大脑语言背侧通路的演化机制开展跨物种比较研究，在狨猴（Marmoset）脑中鉴定出与人类高度同源的神经纤维束—弓状束（Arcuate Fasciculus）。研究进一步证实，狨猴弓状束能够稳定投射至腹外侧额叶皮层，其脑连接特征相较于猕猴更接近人类，且精准关联发声交流相关脑功能区，在听觉与运动信息协同整合中起到关键作用。该研究揭示了语言相关神经架构并非仅由物种亲缘关系决定，而是受社会生态与复杂发声交流需求驱动趋同演化，为追溯人类语言能力的神经起源提供了重要线索。

语言是人类独有的高级认知功能，其神经机制的探索一直是神经科学领域的核心难题。长期以来，黑猩猩、猕猴等灵长类动物被视为研究人类大脑演化的主要模型，其中猕猴属于旧大陆猴，但这类动物缺乏人类婴儿般的社会引导性发声学习能力。而体型小巧的狨猴，作为新世界猴的代表，不仅能通过父母的社会反馈学习发声，其复杂的叫声系统也与人类语言的早期形式存在深度相似性。

研究团队通过脑影像学与跨物种脑图谱分析，对比了人类、狨猴、猕猴和黑猩猩的弓状束连接模式。弓状束是大脑中负责连接听觉感知区与运动控制区的 “神经高速公路”，是人类语言理解与表达的核心通路。研究揭示，灵长类共同祖先已演化出弓状束原始雏形，人类与狨猴弓状束呈现的结构相似性，实则是同源神经结构在不同演化分支中形成的精细化适应性特征。该研究结论契合演化生物学核心理论，清晰揭示出脑神经结构演化兼具遗传保守性与演化灵活性的重要特质。

作为语言神经通路的核心，大脑背侧通路的功能解析是理解该研究核心价值的关键。该通路如同 “神经翻译官”，能将听觉接收到的声音信息精准转化为运动指令，支撑人类说话、狨猴发声等复杂的听觉运动整合过程。研究发现，狨猴的弓状束与人类一样，广泛终止于腹外侧前额叶皮层，形成了高效的听觉—运动调控回路，而猕猴的弓状束在该区域的连接则显著稀疏，这也解释了为何狨猴在发声控制灵活性上更接近人类。

研究的另一重要突破在于，其发现与最新解剖学证据形成完美呼应。研究证实，狨猴和猕猴的喉运动皮层同时存在于初级运动皮层和腹侧前运动皮层（A6V），这一布局与人类高度一致。更重要的是，狨猴的腹侧前运动皮层与人类的布洛卡区（Area 44）在连接图谱上呈现高度同源性，为 “灵长类动物在发声控制架构上存在深层共性” 提供了直接证据。这一发现进一步支撑了 “功能需求驱动神经结构演化” 的核心假说。

深入探究这种神经相似性的演化机制，研究团队推测，人类与狨猴共享的 “神经晚成性” 可能是关键因素。与猕猴相比，人类和狨猴的幼崽出生时大脑尚未发育成熟，这种“发育延迟” 赋予了大脑极高的可塑性。结合狨猴独特的合作育幼模式，幼崽在社会互动中获得的发声反馈，会持续塑造弓状束的连接模式，最终形成与人类相似的神经通路。这一机制在先前的黑猩猩研究中也得到佐证 —— 其弓状束的个体差异与沟通能力强弱直接相关。

图为研究框架。

狨猴的复杂发声能力为神经结构的功能适配提供了生动注脚。研究团队详细梳理了狨猴区别于其他灵长类的发声特性：它们不仅能进行类似人类对话的 “发声交替”，还能根据交流对象身份、距离调整叫声的振幅和时长，更具备通过社会引导实现发声学习的能力，这与人类婴儿的语言发育过程高度相似。这些复杂行为对听觉—运动整合的高需求，可能正是弓状束在腹外侧前额叶皮层形成强化连接的演化动力。

图为研究概念图。

值得注意的是，研究团队也明确了 “相似性” 与 “独特性” 的边界：尽管狨猴与人类的弓状束在额叶连接上高度相似，但人类弓状束向中颞叶和下颞叶的延伸是独有的，这一结构差异可能支撑了人类语言特有的语义和词汇检索功能。这一发现既凸显了演化的连续性，也明确了人类语言神经机制的独特创新。

该研究的发表为语言神经机制研究提供了新路径。未来，通过狨猴模型，科学家有望进一步解析语言发育障碍、失语症等疾病的神经机制，为相关疾病的诊断与治疗提供新的思路。人类语言的演化是一个漫长而复杂的过程，狨猴就像一把钥匙，帮我们打开了理解这一过程的新大门。这项研究再次证明，基于跨物种脑网络组图谱的演化比较能让我们更深刻地认识人类自身的大脑与认知起源。

相关论文发表在国际权威期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS）。该论文的第一作者为中国科学院自动化研究所博士生王玙璠，桂林电子科技大学程禄祺副教授为共同第一作者，自动化研究所樊令仲研究员为通讯作者。